本系統(tǒng)采用PCL-833三軸正交編碼計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角測量。在系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)過程中，采用動(dòng)態(tài)連接庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼器與PC的通信控制。

2．系統(tǒng)配置：

轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)采用研華公司的PCL-833三軸正交編碼計(jì)數(shù)器卡實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角測量。PCL-833卡的特點(diǎn)

PCL-833三軸正交編碼器主要由24位可逆計(jì)數(shù)器、8259A中斷控制器、地址譯碼器、可編程時(shí)基發(fā)生器、計(jì)數(shù)器模式控制器及采樣頻率可變的四階數(shù)字濾波器構(gòu)成。

PCL-833三軸正交編碼器可以同時(shí)測量兩個(gè)物體的轉(zhuǎn)角，每路信號(hào)所使用的計(jì)數(shù)器相互獨(dú)立，因此減少了儀器的測量延時(shí)，提高了測量精度。而且具有單端共地與差動(dòng)輸入兩種信號(hào)接入方式，增強(qiáng)了對(duì)測量環(huán)境的適應(yīng)能力，減少信號(hào)失真，提高被測信號(hào)質(zhì)量。圖一為PCL-833的構(gòu)成及信號(hào)輸入示意圖。

測量時(shí)，用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)量、實(shí)時(shí)性要求靈活選用軟件查詢、中斷或ＤＭＡ等測量數(shù)據(jù)傳送方式。該模塊具有很強(qiáng)的可編程性，它的大多數(shù)初始化參數(shù)及工作參數(shù)都可由軟件編程進(jìn)行設(shè)置，通過修改用戶界面的有關(guān)參數(shù)即可改變儀器模塊的工作狀態(tài)，提高了儀器在測量角度時(shí)的靈活性。

3．控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代測控技術(shù)和電子儀器的發(fā)展，基于PC的積木式模塊化儀器已經(jīng)是各種測試儀器的發(fā)展方向。積木式模塊化儀器的特征是：利用PC強(qiáng)大的開放性、兼容性功能，系統(tǒng)硬件由多種模塊組成，每個(gè)模塊實(shí)際上就是一個(gè)專用或多用途儀器板卡。采用這種設(shè)計(jì)模式，可以大大降低儀器的開放費(fèi)用，充分發(fā)揮儀器的程控性，便于用戶操作。

3.1 角度測量實(shí)現(xiàn)

1） 角度測量的基本原理

PCL-833利用外部脈沖信號(hào)工作，因此需要傳感器把被測對(duì)象的轉(zhuǎn)動(dòng)變化轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖信號(hào)后，方可接入它的測量通道。根據(jù)PCL-833的工作原理及儀器系統(tǒng)的整體需要，選用由利德公司開發(fā)，根據(jù)光衍射原理工作的ＰＲ65型三軸正交編碼傳感器。它的一周用6000個(gè)摩爾條紋刻分，相當(dāng)于傳感器轉(zhuǎn)軸每轉(zhuǎn)動(dòng)2π/6000度，傳感器中的兩個(gè)發(fā)光二極管（ＬＥＤ）就產(chǎn)生兩個(gè)相位相差90度的脈沖信號(hào)。另外，傳感器轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周，還要產(chǎn)生一個(gè)用來標(biāo)定自身精度的脈沖信號(hào)。

圖3為傳感器提供的三相脈沖輸出信號(hào)示意圖，其中Ａ、Ｂ兩相相差90度，用來測試轉(zhuǎn)角大小及轉(zhuǎn)動(dòng)方向，若Ａ相在Ｂ相前，表示傳感器隨同被測對(duì)象作順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，反之，則作逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。角度測量時(shí)，通過編程設(shè)置PCL-833中的可逆計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)模式，可進(jìn)一步提高測量精度。

2） 角度測量實(shí)現(xiàn)

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只有正確完成PCL-833各種狀態(tài)參數(shù)、工作參數(shù)設(shè)置，才能實(shí)現(xiàn)角度測量。這些參數(shù)有的必須在儀器模塊運(yùn)行前設(shè)置，有的既可以在運(yùn)行前設(shè)置，也可實(shí)時(shí)更改。儀器處于工作狀態(tài)時(shí)，PCL-833依據(jù)程序主界面的參數(shù)設(shè)置與所接收的脈沖數(shù)量，并根據(jù)數(shù)據(jù)觸發(fā)鎖存方式及數(shù)據(jù)傳送方式（軟件觸發(fā)、軟件傳送方式），不斷把相應(yīng)的計(jì)數(shù)器值存入到鎖存器，而后傳送到內(nèi)存中去。由于計(jì)數(shù)器值并不是真正的轉(zhuǎn)動(dòng)角度值，必須對(duì)計(jì)數(shù)器值進(jìn)行轉(zhuǎn)換后才可顯示到主界面上。角度測量的整個(gè)過程如流程圖4所示。

PCL-833的工作參數(shù)設(shè)置及角度測量最終要靠驅(qū)動(dòng)程序來完成，本文采用美國ＮＩ公司的LABVIEW作為系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái)。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序的主要思想是：根據(jù)PCL-833的Ｉ/Ｏ基地址及有關(guān)配置參數(shù)，采用ＶＣ++編制硬件的動(dòng)態(tài)鏈接庫（ＤＬＬ）驅(qū)動(dòng)程序，并利用LABVIEW自身所帶的ＣＬＦ（ｃａｌｌｌｉｂｒａｒｙｆｕｎｃｔｉｏｎ）軟件功能模塊作為連接兩個(gè)不同開發(fā)環(huán)境的橋梁，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng)。動(dòng)態(tài)鏈接庫驅(qū)動(dòng)程序主要有硬件參數(shù)設(shè)置與數(shù)值讀取、轉(zhuǎn)換兩部分組成。